CN111758266A - 高功率音圈 - Google Patents

Abstract

一种用于与扬声器一起使用的音圈。该音圈包括线筒和围绕线筒缠绕的导线，所述线筒具有注入有高温粘合剂的第一层非传导性材料、注入有高温粘合剂的第二层非传导性材料、位于第一层非传导性材料和第二层非传导性物质之间的导热材料层。

Description

高功率音圈

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月1日提交的美国临时专利申请号62/636,942的优先权，其全部内容通过引用并入。

技术领域

实施例涉及用于在扬声器中使用的高功率音圈。

背景技术

在扬声器中，被馈送到换能器中的绝大部分电能被转换成热量而不是声能。在低频换能器中，被馈送到换能器中的能量的被转换成热量的百分比可以大于90%，这意味着小于10%的能量被转换成声能。这种能量转化成热量的过程通过围绕被称为音圈的结构中的线筒（bobbin）缠绕的导线来完成。

由于用于制造音圈的材料的物理性质，允许音圈超过近似550华氏度（288摄氏度）是不切实际的。然而，在不增加所使用的换能器数量的情况下，存在对更多声学输出的需求。由于所涉及的物理因素，换能器不能简单地变得更有效率以便获得更高的声音输出。换能器的效率与换能器能够有效产生的最低频率有关。换能器的更高效率导致更少的低频输出，因此限制了扬声器的频率范围。

发明内容

为了在不限制扬声器的频率范围和声学输出的情况下更有效率地耗散热能，需要高功率音圈。

本发明的一个实施例提供了一种音圈。该音圈包括线筒和围绕线筒缠绕的导线，该线筒具有注入有高温粘合剂的第一层非传导性材料、注入有高温粘合剂的第二层非传导性材料、以及位于第一层非传导性材料和第二层非传导性物质之间的导热材料层。

附图说明

图1图示了如现有技术中已知的音圈。

图2图示了根据一个实施例的高功率音圈的线筒。

具体实施方式

在详细解释任何实施例之前，应当理解的是，本公开不旨在将其应用限制于在以下描述中阐述的或在以下附图中图示的构造细节和部件的布置。实施例能够具有其它构型，并且能够以各种方式实践或实施。

图1图示了音圈100。音圈100包括线圈架（former）105、绕组110和套环115。线圈架105是由第一材料（例如，玻璃纤维）制成的线筒。线圈架105可以覆盖有既是电绝缘体又耐高温的材料（诸如，聚酰亚胺）的膜。然而，该膜可能难以将绕组110结合到其上。

绕组110例如是导线的电磁线圈。导线围绕线圈架105缠绕。在一些实施例中，绕组110涂覆有高温粘合剂，以帮助保持绕组110附接到线圈架105，并吸收由流过绕组110的电流生成的热量。如下所述，涂覆绕组110的高温粘合剂可以是注入到第一和第二非传导性层（例如，聚酰亚胺）中的相同高温粘合剂，或者不同的高温粘合剂。

套环115被放置在线圈架105和/或绕组110的至少一部分上，并且便于将其它扬声器部件结合到音圈100。套环115结合到线圈架105的一部分并用于加固线圈架105，并防止线圈架105由于由绕组110生成的机械力而屈曲。

通过驱动电流通过音圈100，产生磁场。磁场引起音圈100对固定在扬声器的一部分中的永磁场起反应，该永磁场使扬声器的锥体移动。

存在至少两种可能的解决方案来使音圈100更有效率。首先，将更多热能从音圈100耗散出去并耗散到外界中的能力使得音圈100更有效率。第二，音圈100的增加的热质量使得音圈100更有效率，部分是因为热质量的增加增加了能够被存储的热能的量。为了实现这两种解决方案，线圈架105可以由传导性材料制成。

如果线圈架105由传导性材料制成，则音圈100的热质量增加，并且用于耗散热量的有效表面面积增加。然而，如果该传导性材料是导热的，则该传导性材料也是导电的。这给线圈架105提供了使绕组110的线匝短路的可能性。由线圈架105为导电的引起的另一个问题是，传导性线圈架105不能是连续的回路，或者当它移动通过由扬声器中的换能器马达结构产生的磁场时，它将充当感应制动器。这引起线圈架105变成非轴对称的（例如，音圈100由于高温而翘曲成不正常的形状），并且除了热膨胀和收缩之外，还引起音圈100的尺寸不稳定性（音圈100在经受温度变化时不能保持其原始尺寸的程度）。

尺寸不稳定性是由音圈100在使用期间出现的高温引起的。例如，音圈100在多次热循环之后在形状上翘曲并且变得不圆。在足够的热循环的情况下，音圈100的形状翘曲到足以与扬声器的换能器的静止部分进行物理接触。这会引起不想要的噪音和部件的早期故障两者。

图2图示了高功率音圈的线筒200，其被设计成解决由传导性线圈架引起的上述问题。除了下面描述的部件之外，线筒200还可以具有围绕线筒200缠绕的绕组和套环。

在所示的示例中，线筒200包括第一层205。第一层205包括注入有高温粘合剂（例如，能够承受高达约600华氏度的温度的粘合剂）的不导电材料（例如，玻璃纤维、Nomex等）。高温粘合剂的一个示例是聚酰亚胺粘合剂。因为第一层205包括这些材料，所以第一层205在高温下尺寸稳定，并且不导电。在一个示例中，第一层205是线筒200的外层。

线筒200还包括第二层210，第二层210包括注入有高温粘合剂的不导电材料。在一个示例中，第二层210是线筒200的内层。

在一个实施例中，第一层205和第二层210由相同的不导电材料（例如，玻璃纤维）制成。在其它实施例中，第一层205和第二层210由两种不同的不导电材料制成（例如，利用不同材料的单独的热或电性质）。

在第一层205和第二层210之间是热层215。热层215包括导热材料（例如，铜）。热层215具有传导性线圈架的热耗散优点。通过将热层215放置在第一层205和第二层210之间，线筒200既能够耗散热能（通过热层215），同时也能够保持线筒200的尺寸稳定性，并且不会由于第一层205和第二层210而使线筒200上的绕组（例如，类似于绕组110的绕组）与扬声器的其它电气部件接触。

通过既通过热层215来耗散热能并且还由于第一层205和第二层210而保持尺寸稳定性，线筒200能够具有提供给它的更多电流，并因此与没有这些部件的音圈相比能够在更高的功率水平下操作。

因此，本文描述的实施例描述了一种音圈，该音圈包括线筒和围绕线筒缠绕的导线，所述线筒由注入有高温粘合剂的第一层非传导性材料、注入有高温粘合剂的第二层非传导性材料、以及位于第一层非传导性材料和第二层非传导性材料之间的导热材料层组成。

在以下权利要求中阐述了各种特征、优点和实施例。

Claims (11)

1.一种音圈，包括:

线筒，所述线筒包括：

注入有高温粘合剂的第一层非传导性材料，

注入有高温粘合剂的第二层非传导性材料，以及

位于所述第一层非传导性材料和所述第二层非传导性材料之间的导热材料层，以及

围绕所述线筒缠绕的导线。

2.根据权利要求1所述的音圈，其中，所述导线涂覆有高温粘合剂。

3.根据权利要求2所述的音圈，其中，所述导线涂覆有与注入在所述第一层和所述第二层中的相同的高温粘合剂。

4.根据权利要求2所述的音圈，其中，所述导线涂覆有与注入在所述第一层和所述第二层中的高温粘合剂不同的高温粘合剂。

5.根据权利要求1所述的音圈，其中，套环覆盖所述线筒的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的音圈，其中，所述套环被配置成允许所述音圈与扬声器的另一个部件结合。

7.根据权利要求1所述的音圈，其中，套环覆盖所述导线的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的音圈，其中，所述套环被配置成允许所述音圈与扬声器的另一个部件结合。

9.根据权利要求1所述的音圈，其中，所述第一层非传导性材料和所述第二层非传导性材料包括相同的非传导性材料。

10.根据权利要求1所述的音圈，其中，所述第一层非传导性电材料和所述第二层非传导性材料包括两种不同的非传导性材料。

11.根据权利要求1所述的音圈，其中，所述高温粘合剂是聚酰亚胺粘合剂。

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